无位置传感器无刷直流电动机的高速驱动系统 

摘　要：介绍了利用无位置传感器无刷直流电机控制器 TDA5142T 结合电机专用功

率逆变桥 MP6403 在无位置传感器 BLDCM 调速系统中的应用，它是电机驱动控制的一种

 

新的方法。实验结果表明，该方法可靠地实现了无刷直流电机的起动和速度控制。

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　引 言

    无刷直流电机（BLDCM）是当前工农业上应用最为广泛的电机之一，它具有体积小、
重量轻、无换相火花、易于调速控制等优点。传统的无刷直流电机大都以霍尔元件作为位置
传感器，并与电机的定子绕组内嵌在一起，这使系统的维护和制造都很不方便，加上霍
尔元件的温度特性不好，且具有一定程度的磁不敏感区，因此，对于环境要求较苛刻的

 

场所，大都采用无位置传感器无刷直流电机。

    TDA5142T 是 Philips 公司生产的无位置传感器无刷直流电机专用控制芯片，该芯片内
含起动电路，全波换相电路和保护电路，可方便地实现无位置传感器无刷直流电机的起
动和控制。MP6403 是东芝公司生产的一种高功率逆变桥模块，专用于三相电机和双极脉
冲电机的驱动，最大的额定漏极电流 ID＝±5A。MP6403 与 TDA5142T 两者的结合可大大

 

简化无位置传感器无刷直流电机起动和控制。

    本文将介绍一种适用于工业控制中的无位置传感器 BLDCM 调速系统，并着重介绍了
TDA5142T

 

的换相技术、起动技术和速度控制技术。

    2　无位置传感器 BLDCM 专用芯片 TDA5142T

 

的调速原理

    TDA5142T 是一种用于驱动三相全波无位置传感器无刷直流电动机的双极型集成电路，
采用 24 脚双列表面 SOL 封装。TDA5142T 主要由起动振荡器、3 个反电动势比较器、自适应
换相时延电路、独立运算放大器（OTA

 

）和换相逻辑电路组成。

    起动振荡器可方便地解决无位置传感器 BLDCM 的起动问题；3 个反电动势比较器和自
适应换相时延电路主要用于获取电机转子的精确的位置信号；位置信号送给换相逻辑电
路以后，被转换成 6 路驱动输出信号， 3 路上侧驱动输出信号（ OUT－PA，OUT－
PB，OUT－PC）和 3 路下侧输出信号（OUT－NA，OUT－NB，OUT－NC）。这 6 路信
号均具有 0．2A 的驱动电流，可直接带动外接功率 MOSFET 或双极晶体管，驱动电机运

 

转。

    TDA5142T 的调速主要由 OTA 和外搭的放大电路实现，通过调节电位计 R9，改变
MOSFET 的电源电压 VMOT，进而改变电机的转速。

    2．1

 

　换相技术

    换相是通过改变定子绕组电流方向，使得转子一直朝某一固定的方向运转（顺时针或
逆时针），TDA5142T 的换相时刻主要通过 3 个反电动势比较器检测三相绕组的反电动势
来实现。在任一周期，3 个绕组中必有 2 个绕组分别处于高压（H）态或低压（L）态，只